焊接标准化知识培训教程

1路机研究院2007年9月标准化培训教程—焊接标准培训2一、焊接基本概念焊接：是通过加热或加压或两者并用，用（或不用）填充材料将同种（或异种）金属材料实现原子之间结合的加工方法。促进原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或两者并用。两件可为同种或异种材料（金属和非金属）。3二、焊接方法分类根据在焊接过程中金属材料所处的状态，焊接方法分熔焊、压焊和钎焊等三大类。熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。常见的有电弧焊、气焊、电渣焊、埋弧焊及各种气体保护焊、激光焊等。其中又分为熔化极和非熔化极。压焊：在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法，称为压焊。钎焊：是硬钎焊和软钎焊的总称。其主要特点是母材不熔化。4热作用局部性：与热处理不同，属于不均匀加热。瞬时间性：热源以一定速度（300mm/min左、右）移动，加热速度达到1500℃/S，短时间内可将大量热量从加热源传递到焊接工件上，而母材迅速将热量导出而冷却降温。焊接加热过程对焊缝质量的影响：影响熔池金属的理化反应，造成不完全偏析、气孔、夹杂等缺陷。由于热传导过程，使焊缝区域金属产生淬硬、脆化、软化等组织。由于不均匀加热及冷却，产生不均匀应力和变形，形成裂纹。三、焊接过程的特点及影响5概念：金属材料的焊接性能是指材料对焊接加工的适应性；即指金属用一定的焊接方法和在一定的工艺要求下能否获得优良接头的性能和该接头能否在使用条件下可靠地运行的性能。使用焊接性：焊接接头或整个结构满足产品技术要求条件规定的使用性能和要求。焊接性不仅与材料本身的固有性能有关，同时也与许多焊接工艺条件有关。四、常用金属材料的焊接性能6金属材料的焊接性能与金属材料的化学成分有很大关系；一般用碳当量的大小来衡量:碳当量（CE）＜0.4%时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必预热。碳当量（CE）=0.4%~0.6%时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热，控制线能量等工艺措施。碳当量（CE）＞0.6%时，淬硬倾向强，可焊性不好。7影响材料焊接性的主要因素：材料因素：物理性能：熔点、热导率、热容量等。化学性能：对氢、氮的敏感程度。工艺因素：焊接方法、工艺参数、焊接顺序、预热、后热、焊后热处理等。结构因素：焊接结构和接头的设计形式（如形状、尺寸、厚度、接头坡口形式、焊缝布置及截面形状）。使用条件：结构的工作温度、负载情况和工作介质等，如低温工作要求抗脆性断裂；交变载荷要求焊缝抗疲劳性能。8概念：用焊接方法把金属材料连接起来的接头叫焊接接头。接头形式：对接接头：五、焊接接头及形式对接接头有Ⅰ形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口、单边U形坡口、双面U形坡口等形式。9T形接头：T形接头坡口有I形坡口、单边V形、K形以及双U形坡口等四种形式。10角接接头：角接接头有I形坡口、单边V形坡口、V形坡口及K形坡口等四种形式。11搭接接头：搭接接头有I形坡口、圆孔内塞焊及长孔内角焊三种形式。卷边接头：12六、焊接坡口形式及表示方法焊接坡口主要有Ⅰ形坡口、卷边坡口、V形坡口、X形坡口、单边V形坡口、双单边V形坡口、Y形坡口、U形坡口、单边U形坡口、双面U形坡口、双U形坡口、J形坡口等形式。焊缝坡口设计的基本知识：一般手工焊和CO2气体保护焊在板厚小于8mm，埋弧焊在板厚小于12mm时不开坡口，即通常所说的采用I形坡口。坡口间隙根据不同焊接方法及板厚具体确定，一般手工焊和CO2气体保护焊为0~3mm，埋弧焊为2~6mm。坡口钝边：手工焊和CO2气体保护焊为1~2mm，埋弧焊为2~6mm。坡口角度：以“V”坡口为例说明：单面手工焊：（δ：8~12mm）坡口角度为：70±5°；（δ：12~20mm）坡口角度为：60±5°。双面手工焊：（δ：8~12mm）坡口角度为：70±5°；（δ：12~20mm）坡口角度为：60±5°。13单面CO2气体保护焊（t：8~20mm）坡口角度为：50±5°。双面CO2气体保护焊（t：8~20mm）坡口角度为：45±5°。单面埋弧焊（t：12~20mm）坡口角度为：60±5°。双面埋弧焊（t：16~30mm）坡口角度为：60±5°。1、Ⅰ形坡口：2、卷边坡口：143、单边V形坡口：4、V形坡口：155、带钝边单边V形坡口：6、双单边V形坡口：167、带钝边双单边V形坡口：8、Y形坡口：179、带钝边（双）U形坡口：10、带钝边（双）J形坡口：18接头的选择原则：根据产品的结构形状、尺寸、材质、技术要求等。根据采用的焊接方法及接头的基本特性。根据承载荷的性质、大小（如拉伸、压缩、弯曲、冲击等）。根据工作环境要求。根据变形与控制及施焊的难易程度。根据接头的焊前准备和焊接费用等。坡口的选择原则：保证焊件的焊接质量、焊缝能焊透。坡口容易加工（如U型坡口比V型坡口加工困难，费用高）。尽可能减少金属填充量。减少焊接变形。保证焊接可达性。不同位置的焊接操作要求。19七、常见焊缝表示方法（常见焊缝表示图一）常见焊缝主要有Ⅰ形焊缝、卷边焊缝、V形焊缝、X形焊缝、单（双）边V形焊缝、Y形焊缝、单（双）边U形焊缝、点焊缝、堆焊缝、J形焊缝、喇叭形焊缝等形式。20（常见焊缝表示图二）焊缝辅助符号有平面、凸面、凹面、三面、周围、现场、尾部等；焊缝详细表示及具体要求见GB/T324-1988《焊缝符号表示法》、GB/T985-1988《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》等标准。21在标准中，根据产品构件的受力情况以及重要性，把焊缝分为A、B、C、D等四大类。A类：承受动载、冲击载荷、作为高强度结构件以及使用高强钢板时的焊缝（如：泵车臂架、支腿、布料杆立柱、起重机各节臂和支腿、铣刨机支腿等）。B类：承受高压的焊缝（如：液压油缸、高压油管等焊缝）。C类：主要部件的焊缝（如：拖泵车架、转台；摊铺机机架、熨平板架；平地机前后机架；压路机前后车架、滚轮等），密封焊缝（如：各产品油箱、水箱等）以及如摊铺机覆盖件、平地机机罩等影响产品外观质量的焊缝。D类：配焊焊缝和其它结构焊缝。八、Q/SY2006-2005《焊缝质量检验通用标准》22A类对接焊缝分级检验标准：23A类对接焊缝分级检验标准：24A类对接焊缝分级检验标准：25A类对接焊缝分级检验标准：26A类对接焊缝分级检验标准：27B类对接焊缝分级检验标准：28B类对接焊缝分级检验标准：29B类对接焊缝分级检验标准：30B类对接焊缝分级检验标准：31B类对接焊缝分级检验标准：32C类对接焊缝分级检验标准：33C类对接焊缝分级检验标准：34C类对接焊缝分级检验标准：35C类对接焊缝分级检验标准：36C类对接焊缝分级检验标准：37九、设计图样上应表明的焊接要求内容及焊缝标注正确完整的焊缝标注符号；选定的焊接方法及所选用的焊接材料（焊接材料也可不标明而由工艺确定）；焊后消除应力处理要求；校正焊接变形要求；焊缝质量等级要求（如：X射线探伤、超声波探伤的等级要求）。焊接件应达到的标准：按标准Q/SY2006-2005《焊缝质量检验通用标准》及Q/SY1187-2007《焊接件通用技术条件》等规定要求。设计图样上应表明的焊接要求内容：38焊缝符号应明确地表示所要说明的焊缝，而且不使图样增加过多的注解。焊缝符号一般由基本符号与指引线组成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号等。图形符号的比例、尺寸和在图样上的标注方法，按技术制图有关规定。允许制定专门的说明书或技术条件，用以说明焊缝尺寸和焊接工艺等内容。必要时也可在焊缝符号中表示这些内容。完整的焊缝表示方法除了基本符号、辅助符号、补充符号以外，还包括指引线、一些尺寸符号及数据。指引线一般由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线，另一条为虚线)两部分组成。如下图所示。焊缝标注：39箭头线的位置：箭头线相对焊缝的位置般没有特殊要求，但是在标注单边V形、Y形、U形、J形坡口的焊缝时，箭头线必须指向带有坡口一侧的工件。必要时，允许箭头线弯折一次。基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与图样的底边相垂直。基本符写相对基准线的位置：为了能在图样上确切地表示焊缝的位置，特将基本符号相对基准线的位置作如下规定:如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧。如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线侧。标对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线。40焊缝尺寸符号及标注要求：一般要求：基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据，尺寸符号主要有：工件厚度（t）；坡口角度（a)；根部间隙（b）；钝边（p)；焊缝宽度（c)；焊缝段数（n）；焊缝间距（e）；焊角尺寸（K）；熔核直径（d）；坡口深度（H）；焊缝余高（k）；焊缝有效厚度（S）；坡口面角度（β）；根部半径（R）等。焊缝尺寸符号及数据的标注原则：a、焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；b、焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；c、坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧；d、相同焊缝数量符号标在尾部；e、当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号；f、当箭头线方向变化时，上述原则不变。具体标注要求见下图示意：41焊缝标注具体要求图示：42焊缝符号的标注方法：当同一图样上全部焊缝所采用的焊接方法完全相同时，焊缝符号尾部表示焊接方法的代号可省略不注，但必须在技术要求或其他技术文件中注明“全部焊缝均采用……焊”等字样；当大部分焊接方法相同时，也可在技术要求或其他技术文件中注明“除图样中注明的焊接方法外，其余焊缝均采用……焊”等字样。在焊缝符号中标注交错对称焊缝的尺寸时，允许在基准线上只标注一次。当断续焊缝、对称断续焊缝和交错断续焊缝的段数无严格要求时，允许省略焊缝段数。在同一图样中，当若干条焊缝的坡口尺寸和焊缝符号均相同时，可采用集中标注（多条指引线）；当这些焊缝同时在接头中的位置均相同时，也可采用在焊缝符号的尾部加注相同焊缝数量的方法简化标注；但其他型式的焊缝，仍需分别标注。43关于焊缝尺寸符号的几点说明：确定焊缝位置的尺寸不在焊缝符号中给出，而是将其标注在图样上。在基本符号的右侧无任何标注且又无其他说明时，意味着焊缝在工件的整个长度上是连续的。在基本符号的左侧无任何标注且又无其他说明时，表示对接焊缝要完全焊透。塞焊缝、槽焊缝带有斜边时，应该标注孔底部的尺寸。当同一图样中全部焊缝相同且已用图示法明确表示其位置时，可统一在技术要求中用符号表示或用文字说明，如“全部焊缝为”；当部分焊缝相同时，也可采用同样的方法表示，但剩余焊缝应在图样中明确标注。当焊缝长度的起始和终止位置明确（已由构件的尺寸确定）时，允许在焊缝符号中省略焊缝长度。在不致引起误解的情况下，当箭头线指向焊缝，而非箭头侧又无焊缝要求时，允许省略非箭头侧的基准线(虚线)。44焊接结构件设计时应注意的事项：在设计焊接结构时，应尽可能采用最合理的结构形式和焊接工艺，以保证：在满足设计功能要求下，焊接工作量能减至最少；焊接件可不再需要或只需要少量的机械加工；焊接变形和焊接应力能减至最少；能为焊接操作者创造良好的劳动条件；结构的生产成本低，生产效率高。概括起来讲就是要保证产品的制造合理性、经济合理性、使用安全性。下面就一些具体的事项说明如下：十、焊接结构设计与要求45毛坯上与其他件连接的部分应离开焊缝至少3mm。制造合理性方面：焊接件应具有好的定位基准——保证组装的可操作性。考虑焊接时操作方便，结构特殊更应考虑焊缝的布置，在设计图1结构中应保证焊接作业时的最小间距L；在图2中（a）结构设计不合理，（b）结构设计合理。46焊缝的位置应使焊接设备的调整次数和工件的翻转次